EPDM O-RINGE | WERKSTOFFE EINFACH ERKLÄRT
Was sind EPDM O-Ringe?
O-Ringe aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) sind für die Anwendung im Kontakt mit Heißwasser und Dampf prädestiniert.
Egal ob im Sanitär- und Heizungsbereich oder der Lebensmittelindustrie: EPDM O-Ringe bieten die notwendige Dauerhaltbarkeit und bei Bedarf auch die industriespezifischen Zulassungen für diese herausfordernden Einsatzgebiete.
Die gute Medienbeständigkeit macht EPDM auch für den Einsatz in Kühlkreisläufen oder Drucksystemen geeignet – nicht zuletzt in der Automobilindustrie. Viele Praktiker kennen EPDM auch unter den Handelsnamen globaler Anbieter wie Keltan®, Vistalon®, Dutral® oder Nordel®.
Zu den wichtigsten Alternativen für EPDM O-Ringe zählen die Werkstoffe NBR und FKM.
Merkmal | Wert |
|---|---|
ISO Bezeichnung | EPDM |
Handelsnamen | Hypalon |
Chemische Bezeichnung | Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk |
Medienbeständigkeit | Gute Medienbeständigkeit |
Temperaturbeständigkeit | -40°C bis +150°C |
Standardfarbe | Schwarz |
Standardhärte | 70 Shore A |
Anwendungsbereich | Lebensmittel, Pharma, Heißwasser |
Herstellung | Formpressen und Spritzguss |
Toleranzen | DIN ISO 3601 |
Haltbarkeit | 8 Jahre |
Unterschiede im Rohstoffpreis
Material | NBR | EPDM | VMQ | HNBR | FKM | PTFE | FEP | FFKM |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Faktor | 1 | 1,5 | 1,9 | 2,7 | 3,9 | 24 | 51 | 329 |
Korrekte Interpretation: NBR ist im Vergleich zu den anderen O-Ring Werkstoffen das günstigste Material. Der Faktor gibt an, wie viel teurer ein Material im Vergleich zu NBR ist.
Beispiel: FKM ist 3,9x teurer als NBR. FFKM ist 329x teurer als NBR.
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#1 Die 5 wichtigsten Vorteile von EPDM O-Ringen
1. Gute Abriebbeständigkeit
2. Sehr gute Eignung für Heißwasser und Dampf
3. UV- und Ozonbeständigkeit
4. Breit ausgeprägte Medienbeständigkeit
5. Lebensmittel- und Trinkwassereignung
Mechanische Belastung, Temperaturen, Medien oder einfach die Umwelt: O-Ringe unterliegen einer vielfältigen Beanspruchung.
In manchen Bereichen wirkt diese nicht erst unter den Betriebsbedingungen der Dichtstellte. Beispielsweise kann Ozon in der Umgebungsluft O-Ringe schon angreifen, während sie noch im Betriebsmittellager auf ihren Einsatz warten.
Besonders NBR O-Ringe müssen in dieser Hinsicht sehr sorgfältig behandelt werden. Dieses Risiko besteht bei O-Ringen aus EPDM jedoch nicht. Der Werkstoff ist weder für Sonneneinstrahlung noch für Ozon anfällig.
Das gestaltet nicht nur die Lagerung unproblematisch, sondern macht auch den Außeneinsatz der Dichtungselemente möglich.
Die hohe Abriebbeständigkeit erlaubt außerdem auch den Einsatz für dynamische Abdichtungen, bei denen die Dichtungsflächen in Bewegung sind.
Ähnlich wie NBR, FKM oder CR halten EPDM O-Ringe der mechanischen Belastung stand. Eine breites Medienbeständigkeitsprofil und viele Werkstoffzulassungen für Spezialanwendungen machen EPDM O-Ringe nahezu universell einsetzbar.
Zu den Einsatzfeldern zählen etwa der Lebensmittel- und der Trinkwasserbereich, die hohe Anforderungen an die Unbedenklichkeit der Dichtungswerkstoffe stellen.
Die wichtigsten O-Ring Werkstoffe im Vergleich
Werkstoff | Temperaturbeständigkeit | Chemiebeständigkeit | Elastizität |
|---|---|---|---|
NBR | -30°C bis +120°C | Niedrig | Hoch |
HNBR | -30°C bis +150°C | Mittel | Hoch |
EPDM | -45°C bis +150°C | Mittel | Hoch |
SILIKON | -60°C bis +200°C | Niedrig | Hoch |
FKM (VITON) | -25°C bis +200°C | Mittel | Hoch |
FEP ummantelt | -60°C bis +200°C | Hoch | Mittel |
PTFE | -250°C bis +250°C | Hoch | Niedrig |
FFKM | -40°C bis +340°C | Hoch | Hoch |
#2 Die 3 häufigsten Anwendungsbereiche von EPDM O-Ringen
Kühlwasser- und Heitzkreisläufe
Glykol findet sich in vielen technischen Medien, da es den Gefrierpunkt von Wasser auf bis zu -55 Grad absenken kann.
Bremsflüssigkeit oder Kühlflüssigkeit für Motoren sind zwei Anwendungsbeispiele aus dem Kraftfahrzeugbereich. Durch die ausgeprägte Beständigkeit gegen Wasser und Glykol über einem breiten Temperaturband sind EPDM O-Ringe besonders gut für die Abdichtung solcher Systeme geeignet.
Dichtungselemente aus EPDM sichern die Verbindungsstellen von Komponenten wie Radiatoren, Leitungen, Thermostaten oder Pumpen zuverlässig ab. Bei diesen sicherheitskritischen Anwendungen im Automobilbereich erhält EPDM in der Regel den Vorzug vor alternativen Werkstoffen.
Nur wenn auch ein Kontakt mit Medien auf Mineralölbasis nicht auszuschließen ist, kommt der kostenintensivere Werkstoff FFKM zum Einsatz.
Lebensmittel- und Pharmazie
Lebensmittel und medizinische Produkte gelangen direkt in den menschlichen Organismus, sodass ungewollte Wechselwirkungen unbedingt ausgeschlossen werden müssen.
Die einwandfreie Beschaffenheit der Erzeugnisse müssen die Verantwortlichen über die gesamte Produktionskette hinweg sicherstellen. Daher müssen O-Ringe in den Fertigungsanlagen zuverlässig funktionieren, um Kontaminationen auszuschließen.
Gleichzeitig dürfen die Dichtungselemente die Produkte im direkten Kontakt nicht beeinflussen. EPDM ist geschmacks- und geruchsfrei sowie inert. Viele Qualitäten von EPDM O-Ringen mit Zulassungen nach FDA oder USP sind völlig frei von Weichmachern.
Auch den aggressiven Bedingungen von Reinigungs- und Sterilisationsprozeduren halten EPDM O-Ringe stand.
Druckflüssigkeiten
Druckflüssigkeiten sind für die Kraftübertragung in hydraulischen Systemen zuständig. Hier kommen bisher vor allem mineralölbasierte Medien zum Einsatz.
Deren ungewollter Kontakt mit der Umwelt stellt jedoch ein ökologisches Problem dar. Aus diesem Grund gibt es wachsende Ansprüche an den Einsatz biologisch abbaubarer Druckübertragungsmedien.
Diese geänderten Anforderungen müssen natürlich auch auf die übrigen Komponenten der Hydrauliksysteme übertragen werden. EPDM O-Ringe eignen sich nicht nur für herkömmliche Medien wie Bremsflüssigkeit DOT 3 und DOT 4, sondern auch für die umweltverträglichere Alternative HEPG (Polyalkylenglykol) nach DIN ISO 15380.
#3 Wie ist die Medienbeständigkeit von EPDM O-Ringen?
EPDM O-Ringe sind Heißwasser und Dampf beständig.
Daraus ergibt sich auch die bevorzugte Verwendung des Werkstoffs in Systemen der Sanitär- und Trinkwassertechnik. Zudem halten EPDM O-Ringe dem Kontakt mit glykolbasierter Bremsflüssigkeiten unter hohen Temperaturen stand.
Daneben gehören viele organische und anorganische Säuren zum Beständigkeitsprofil des Dichtungswerkstoffes.
Besonders hervorzuheben ist außerdem die Unempfindlichkeit von EPDM gegen Ozon und Witterungseinflüsse. Die Eignung für den bewitterten Außeneinsatz und lange mögliche Lagerzeiten ohne besondere Vorkehrungen gestalten den Umgang mit EPDM O-Ringen in der Praxis besonders unkompliziert.
Diese Qualitäten tragen erheblich zur Eignung von EPDM für den Automobilbau bei.
Die bedeutendste Lücke in der Beständigkeitsliste von EPDM O-Ringen stellen aber Produkte auf Mineralölbasis dar. Schmierstoffe oder Öle lassen das Material quellen.
In der Folge kommt es zu einer erheblichen Reduktion der Härte und zu Ausbrüchen mit runden Kanten. Diese Materialschwächung lässt EPDM O-Ringe ihre Dichtwirkung verlieren.
Daher eignet sich EPDM in Verbrennungsmotoren nicht für Bereiche, die zwar Kühlflüssigkeit führen, aber auch mit mineralölbasierten Schmierstoffen in Kontakt kommen.
#4 Wie hoch ist die EPDM Temperaturbeständigkeit?
1. EPDM mit Schwefel vernetzt: -45°C bis +120°C
2. EPDM mit Peroxid vernetzt: -45°C bis + 150°C
EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) ist ein vielseitig einsetzbares Elastomer, das insbesondere für seine hohe Temperaturbeständigkeit bekannt ist. Die spezifischen Temperaturgrenzen von EPDM können je nach Zusammensetzung und Verarbeitung variieren.
Allgemeine Temperaturbeständigkeit: EPDM zeigt eine hohe Temperaturbeständigkeit, die im Bereich von -50 °C bis +150 °C liegen kann. Diese Eigenschaft macht es besonders widerstandsfähig gegen verschiedene Umwelteinflüsse und geeignet für Anwendungen in unterschiedlichen Industrien.
Schwefel- und peroxidvernetztes EPDM: Es gibt verschiedene Arten von EPDM, die auf unterschiedliche Weise vernetzt werden, um spezifische Eigenschaften zu erzielen. Schwefelvernetztes EPDM, ein preiswerteres Material für allgemeine Anwendungen, kann Temperaturen bis zu +120 °C (+250 °F) standhalten. Peroxidvernetztes EPDM, das für seine Beständigkeit gegen Heißwasser, Dampf, Alkohole, Ketone, Motorkühlflüssigkeiten sowie organische und anorganische Säuren und Basen bekannt ist, kann -50°C bis +150°C Temperaturen widerstehen.
Temperaturbeständigkeit in verschiedenen Anwendungen: In speziellen Anwendungen, insbesondere bei der Verwendung in Wasser, kann EPDM eine noch höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen. So hält es bei Wasserkontakt Temperaturen bis zu 170°C stand, während es in Luft bis zu 150°C aushalten kann. Für Dampfanwendungen gibt es spezifische EPDM-Mischungen, die Temperaturen bis zu 200°C widerstehen können. Bei Temperaturen über 200°C müssen jedoch andere Materialien wie Perfluorkautschuk (FFKM) verwendet werden.
Einsatz in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie: In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie wird peroxidisch vernetztes EPDM mit FDA Zulassung (Lebensmittelzulassung) häufig als Dichtungsmaterial verwendet. Die Temperaturbeständigkeit von EPDM in dieser Branche liegt typischerweise zwischen -50 °C und +150 °C.
Diese vielfältigen Temperaturbereiche und die Anpassungsfähigkeit von EPDM machen es zu einem bevorzugten Material für zahlreiche industrielle Anwendungen, von Dichtungen bis hin zu Isoliermaterialien, insbesondere in Umgebungen, in denen hohe oder niedrige Temperaturen vorherrschen.
#5 Wie sind die mechanische Eigenschaften von EPDM O-Ringen?
1. Hohe Elastizität
2. Sehr gute Abriebfestigkeit
3. Ausgeprägte Reißdehnung
EPDM ist ein Synthesekautschuk, der durch die Polymerisation von drei Monomeren entsteht.
Mit der Gestaltung der Mengenverhältnisse der Monomere und weiterer Stoffzugaben lassen sich die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Produkte den Erfordernissen entsprechend einstellen. Grundsätzlich ergibt sich bei EPDM dabei eine sehr hohe Elastizität, die maßgeblich für die zuverlässige Dichtwirkung verantwortlich ist.
Selbst nach längerer Druckbelastung kehren EPDM O-Ringe wieder nahezu vollständig in ihre Ausgangsform zurück. Diese Elastizität lässt sich bei EPDM O-Ringen durch eine peroxidische Vernetzung statt der standardmäßigen Schwefelvernetzung noch weiter steigern.
In Sachen Abriebfestigkeit liegt EPDM zusammen mit NBR, CR und FKM deutlich vor silikonbasierten Dichtungswerkstoffen. Das macht den dynamischen Einsatz möglich, bei dem die beweglichen Dichtungsflächen für eine vermehrte Reibung sorgen.
Daneben sind die hohe mechanische Festigkeit und die Reißdehnung als wichtige mechanische Eigenschaften zu nennen.
EPDM O-Ringe lassen sich etwa beim Montagevorgang stark dehnen, ohne bleibende Schädigungen hervorzurufen. Das gestaltet die Montage eines außendichtenden O-Rings besonders unproblematisch.
#6 Was muss ich bei der Nutauslegung eines EPDM O-Rings beachten?
1. Nutgestaltung nach DIN 3771 Teil 5 vornehmen
2. Im statischen Fall Mindestverpressung des Querschnitts von 6% sicherstellen
3. Für dynamische Abdichtung grundsätzlich geringere Verpressung wählen
4. Bei von außen wirkendem Druck bis 6% Dehnung über den Innendurchmesser der Nut einplanen
5. Bei von innen wirkendem Druck 1 bis 3% Stauchung am Außendurchmesser der Nut einplanen
Das temperaturbedingte Schrumpf- und Ausdehnungsverhalten von EDPM ist gering ausgeprägt.
Daher sind bei der Nutauslegung keine
besonderen Vorkehrungen für die Ausdehnung zu treffen. Für viele
Standardanwendungen wird eine Verpressung von 25% empfohlen.
Was ist bei der Montage von EPDM O-Ringen zu beachten?
1. Einfuhrschrägen zwischen 15 und 20 Grad vorsehen
2. Bohrungen entgraten
3. Scharfe Kanten mit minimalen Radius von 0,1 bis 0,3 einplanen
4. Geeignete Montagehilfsmittel nutzen (Silikonöl)
5. Verdrehen des O-Rings vermeiden
Wichtig: Aufgrund der fehlenden Beständigkeit auf keinen Fall mineralölbasierte Öle oder Fette für die Montageerleichterung benutzen!
#7 Weitere wichtige Informationen zu EPDM O-Ringen
Zum Abschluss möchten wir noch einige Fragen beantworten, die uns im Alltag häufiger gestellt werden.
#7.1 Was bedeutet EPDM bei O-Ringen?
EPDM ist ein Elastomer und gehört zu den Standard-Werkstoffe bei O-Ringen. Hinter der Abkürzung „EPDM“ steht die chemische Bezeichnung „Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk.
EPDM O-Ringe zeichnen sich durch Ihre gute Medienbeständigkeit aus und werden insbesondere häufig von der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt.
#7.2 Wo gibt es das EPDM Datenblatt?
Das Datenblatt für unsere EPDM O-Ringe können Sie sich ganz einfach direkt auf unserer Webseite ansehen und wenn Sie möchte auch herunterladen.
#7.3 Wie hitzebeständig ist EPDM?
Bei dieser Frage muss zwischen einem schwefel und einem peroxidisch vernetzten EPDM unterschieden werden:
EPDM O-Ringe schwefel vernetzt: -45°C bis +120°C
EPDM O-Ringe peroxidisch vernetzt: -50°C bis +150°C
#7.4 Was bedeutet EPDM 70?
Die „70“ ist die Angabe der Härte des EPDM O-Ring Werkstoffs.
Bei Elastomeren (Gummi) wird die Härte in der Einheit „Shore“ angegeben. Dementsprechend ist mit „EPDM 70“ ein EPDM mit einer Härte von 70 Shore A gemeint.
„Ich bin überzeugt davon, dass wir unser Wissen mit der Welt teilen sollten. Ich hoffe, dass ich alle Ihre Fragen beantworten konnte. Sollten Sie noch Fragen haben, dann können Sie sich jederzeit gerne bei uns melden. Wir helfen Ihnen gerne weiter.“
Herr der O-Ringe
Autor der Dichtungsakademie
Haben Sie noch Fragen zu diesem Thema? Dann kontaktieren Sie uns gerne!
